HYDRAULISCHER ZYLINDER MIT STOSSSICHERUNG

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft einen hydraulischen Zylinder mit Stoßsicherung, aufweisend

• ein Zylindergehäuse, in dem ein mit einer Kolbenstange verbundener Kolben axial verschiebbar angeordnet ist, und
• eine ringförmige Zylinderkammer, definiert durch die Innenfläche des Zylindergehäuses, die Außenfläche der Kolbenstange, die Unterseite der Kolbenstangenführung des Zylinderkopfes und der Oberseite des Kolbens,
• wobei die Kolbenstange in ihrem unteren Bereich wenigstens eine Öffnung aufweist, welche die Kolbenstangenaußenseite mit einem Hydraulikmediumreservoir verbindet, und welche kurz vor dem Erreichen der oberen Kolbenendstellung durch die Kolbenstangenführung des Zylinderkopfes verschlossen wird,
• und wobei die Zylinderkammer mit einem Hydraulikmediumreservoir über eine definierte Drosselstelle verbunden ist.

[0002] Derartige hydraulische Zylinder werden unter anderem als Hubzylinder für Flurförderzeuge verwendet. Ein gattungsgemäßer Hubzylinder entsprechend den Merkmalen des Oberbegriffs von Anspruch 1 ist beispielsweise in der EP 0 622 331 A1 gezeigt. Weiterhin ist aus der DE-OS 36 06 515 ein hydraulischer Zylinder bekannt, der eine Stoßsicherung aufweist, die jedoch lediglich aus einer einfachen hydraulischen Anordnung besteht. Der Transport empfindlicher Güter erfordert es, daß Hubstöße, die unter Umständen in einer starken Geräuschentwicklung resultieren und an empfindlichen Transportgütern Beschädigungen bewirken können, so weit als möglich vermieden werden. Dies kann mit dem aus der DE-OS 36 06 515 bekannten hydraulischen Zylinder nicht erreicht werden. Nachteilig bei diesem hydraulischen Zylinder ist zudem, daß dem Zylinder kein weiterer Verbraucher nachgeschaltet werden kann.

[0003] Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen hydraulischen Zylinder anzugeben, der eine verbesserte Stoßsicherung ermöglicht.

[0004] Zur Lösung dieser Aufgabe wird gemäß der Erfindung vorgeschlagen, einen hohlzylindrischer Dämpfungskolben vorzusehen, der in einen zylindrischen Bohrung des Kolbens axial verschiebbar angeordnet ist, der mittels einer Feder in Richtung einer in dem Zylinderboden vorgesehenen Ein- und Auslassöffnung für ein Hydraulikmedium vorgespannt ist und der wenigstens einen Anschlag aufweist, der die maximale Relativverschiebung des Dämpfungskotbens gegenüber dem Kolben begrenzt, wobei das dem Zylinderboden zugewandte Ende des Dämpfungskolbens kugelförmig ausgebildet ist.

[0005] Die Erfindung sowie weitere Ausgestaltungen derselben seien anhand der Figuren 1 und 2, die zwei mögliche Ausführungsformen des erfindungsgemäßen hydraulischen Zylinders mit Stoßsicherung darstellen, näher erläutert.

[0006] Das Zylindergehäuse 1 wird auf einer der Stirnseiten durch einen Zylinderboden 2 abgeschlossen. Der Zylinderboden 2 weist wenigstens eine Ein- und Auslaßöffnung 3 für ein Hydraulikmedium auf. Diese Ein- und Auslaßöffnung 3 ist mit einer in den Figuren nicht dargestellten Hydraulikmediumleitung verbunden. Die Ein- und Auslaßöffnung 3 umfaßt einen Abschnitt, der in Gestalt einer zentralen Bohrung koaxial mit einer zylindrischen Bohrung des Zylindergehäuses 1 ausgebildet ist.

[0007] Innerhalb des Zylindergehäuses 1 ist ein axial verschiebbarer Kolben 4 angeordnet, der mit einer Kolbenstange 10 verbunden ist. Im Gegensatz zu der Figurendarstellung können Kolben 4 und Kolbenstange 10 selbstverständlich auch einstückig ausgebildet sein. Zwischen dem Kolben 4 und dem Zylindergehäuse 1 ist ein Ringspalt von geringer Breite vorgesehen. Der Kolben 4 kann eine zylindrische Bohrung 8 aufweisen, in der ein hohlzylindrischer Dämpfungskolben 11 angeordnet ist.

[0008] Die Kolbenstange 10 weist in ihrem unteren Bereich wenigstens eine Öffnung - die vorzugsweise als Bohrung 21 ausgebildet ist - auf. Diese Öffnung wird bei dem Erreichen der oberen Kolbenendstellung durch die Kolbenstangenführung des Zylinderkopfes 20 verschlossen. Das in der ringförmigen Zylinderkammer 7, die durch die Innenfläche des Zylindergehäuses 1, die Außenfläche der Kolbenstange, die Unterseite der Kolbenstangenführung des Zylinderkopfes und der Oberseite des Kolbens definiert wird, verbleibende (Hydraulik)Medium wird erfindungsgemäß über eine definierte Drosselstelle aus der ringförmigen Zylinderkammer 7 in ein Hydraulikmediumreservoir verdrängt. Dieses Hydraulikmediumreservoir kann beispielsweise von einer hohlen Kolbenstange 10 gebildet sein. Mittels der definierten Drosselstelle kann sowohl bei der Ab- als auch bei der Aufwärtsbewegung des Kolbens 4 eine ausreichende Dämpfung bzw. Stoßsicherung realisiert werden.

[0009] Wie in der Figur 1 dargestellt, kann in dem Kolben 4 eine Bohrung 18 vorgesehen sein, über die das zu verdrängende (Hydraulik)Medium aus der ringförmigen Zylinderkammer 7 abgeführt wird. Alternativ oder zusätzlich kann in einem vorhandenen Dämpfungskolben 11 eine Bohrung 18 vorgesehen werden.

[0010] In diesem Fall empfiehlt es sich, daß zwischen dem Zylindergehäuse 1 und dem Kolben 4 eine Dichtung 19 vorgesehen wird.

[0011] Wiederum alternativ oder zusätzlich zu der in der Figur 1 dargestellten Kolbenbohrung 18 kann die definierte Drosselstelle als ein definierter Spalt zwischen der Außenfläche des Kolbens 4 und der Innenfläche des Zylindergehäuses 1 sowie als ein definierter Spalt zwischen der Innenfläche des Kolbens 4 und der Außenfläche des Dämpfungskolbens 11 ausgebildet sein.

[0012] Gemäß der Erfindung sind bei dem hydraulischen Zylinder mit Stoßsicherung die Kolbenstange 10, der Kolben 4 und - sofern vorhanden - der Dämpfungskolben 11 hohlzylindrisch ausgebildet. Dadurch wird erreicht, daß unabhängig von der Stellung des Kolbens 4 sowie des Dämpfungskolbens 11 innerhalb des Zylindergehäuses 1 gegebenenfalls weitere Verbraucher mit Hydraulikmedium, insbesondere mit Hydrauliköl, versorgt werden können.

[0013] Die in der Figur 2 dargestellte Ausführungsform des erfindungsgemäßen hydraulischen Zylinders weist einen hohlzylindrischen Dämpfungskolben 11 auf. Dieser besitzt in seinem unteren, dem Zylinderboden 2 zugewandten Bereich wenigstens eine Öffnung 16; lediglich der Übersichtlichkeit halber ist in der Figur 2 nur eine Öffnung 16 dargestellt Der hohlzylindrische Dämpfungskolben 11 ist in der zylindrischen Bohrung 8 des Kolbens 4 axial verschiebbar angeordnet.

[0014] Der Kolben 4 ist ferner mittels einer Feder 15, die vorzugsweise - wie in den Figuren 1 und 2 dargestellt - als Schraubenfeder ausgebildet ist, in Richtung der Ein- und Auslaßöffnung 3 vorgespannt. Desweiteren weist der Dämpfungskolben 15 einen Anschlag 13 auf, durch den die maximale Relativerschiebung des Dämpfungskolbens 11 gegenüber dem Kolben 4 begrenzt wird. Die Feder 15 stützt sich an ihrem oberen, dem Zylinderboden 2 abgewandten Ende an einem ringförmigen Teil 9 der Kolbenstange 10 ab. Bei einer entsprechenden Ausgestaltung der Kolbenstange 10 kann auf dieses ringförmige Teil 9 verzichtet werden.

[0015] Der Kolben 4 weist auf seiner, dem Zylinderboden 2 zugewandten Seite eine Druckaufnahmefiäche 5 auf, die eine innerhalb der Zylinderbohrung und in der Höhe der Ein- und Auslaßöffnung 3 angeordnete Zylinderkammer 6 bestimmt bzw. definiert. Eine weitere ringförmige Zylinderkammer 7 wird durch die Innenfläche des Zylindergehäuses 1 sowie durch die Außenfläche der Kolbenstange 10 definiert.

[0016] Wird der Kolben 4 über die Kolbenstange 10 nach unten, in Richtung des Zylinderbodens 2 bewegt, so trifft zunächst die Unterseite des Dämpfungskolbens 11 auf den Ventilsitz 17. Dieser ist am innersten Ende der Bohrung der Ein- und Auslaßöffnung 3 in dem Zylinderboden 2 ausgebildet. Während sich Kolbenstange 10 und Kolben 4 im Gegensatz zu dem bereits ruhenden Dämpfungskolben 11 weiterhin abwärts bewegen, verkleinert sich die Zylinderkammer 6 stetig. Das in der Zylinderkammer 6 befindliche Hydraulikmedium strömt teilweise durch den Ringspalt zwischen dem Kolben 4 und dem Zylindergehäuse 1 in die Zylinderkammer 7.

[0017] Das restliche in der Zylinderkammer 6 befindliche Hydraulikmedium kann nurmehr durch die Öffnung 16 des Dämpfungskolbens 11 in die zylindrische Bohrung 14 und über diese in die Ein- und Auslaßöffnung 3 gelangen. Bei einer entsprechenden Dimensionierung der Öffnung(en) 16 erfolgt dieser Übertritt von Hydraulikmedium aus der Zylinderkammer 6 in den zylindrischen Raum 14 derart, daß die Unterseite des Kolbens 4 ohne Stoß auf dem Anschlag 12 des Dämpfungskolbens 11 zur Ruhe kommt.

[0018] Vielmehr verbleibt, gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung, zwischen dem Zylindergehäuse 1 und dem Kolben 4 ein Spalt. Mittels dieser Ausgestaltung können Exzentrizitätsabweichungen zwischen dem Dämpfungskolben 11 und dem Sitz im Zylinderboden 2 ausgeglichen werden.

[0019] Das untere Ende des Dämpfungskolbens 11 ist vorzugsweise kugelförmig ausgeführt. Mittels dieser Ausgestaltung des erfindungsgemäßen hydraulischen Zylinders können Abweichungen von der Winkligkeit zwischen dem Dämpfungskolben 11 und dem Ventilsitz 17 im Zylinderboden 2 ausgeglichen werden, wodurch eine optimale Abdichtung im Ventilsitz 17 erreicht wird.

Ansprüche

1. Hydraulischer Zylinder mit Stoßsicherung, aufweisend

- ein Zylindergehäuse (1), in dem ein mit einer Kolbenstange (10) verbundener Kolben (4) axial verschiebbar angeordnet ist, und

- eine ringförmige Zylinderkammer (7), definiert durch die Innenfläche des Zylindergehäuses (1), die Außenfläche der Kolbenstange (10), die Unterseite der Kolbenstangenführung des Zylinderkopfes (20) und der Oberseite des Kolbens (4),

- wobei die Kolbenstange (10) in ihrem unteren Bereich wenigstens eine Öffnung (21) aufweist, welche die Kolbenstangenaußenseite mit einem Hydraulikmediumreservoir verbindet, und welche kurz vor dem Erreichen der oberen Kolbenendstellung durch die Kolbenstangenführung des Zylinderkopfes (20) verschlossen wird,

- und wobei die Zylinderkammer (7) mit einem Hydraulikmediumreservoir über eine definierte Drosselstelle (18) verbunden ist,

dadurch gekennzeichnet, daß
ein hohlzylindrischer Dämpfungskolben (11) vorgesehen ist, der in einer zylindrischen Bohrung (8) des Kolbens (4) axial verschiebbar angeordnet ist, der mittels einer Feder (15) in Richtung einer in dem Zylinderboden (2) vorgesehenen Ein- und Auslassöffnung (3) für ein Hydraulikmedium vorgespannt ist und der wenigstens einen Anschlag (13) aufweist, der die maximale Relatiwerschiebung des Dämpfungskolbens (11) gegenüber dem Kolben (4) begrenzt, wobei das dem Zylinderboden (2) zugewandte Ende des Dämpfungskolbens (11) kugelförmig ausgebildet ist.

2. Hydraulischer Zylinder mit Stoßsicherung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die in der Kolbenstange (10) vorgesehene Öffnung als Bohrung (21) ausgebildet ist.

3. Hydraulischer Zylinder mit Stoßsicherung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die definierte Drosselstelle als eine in dem Kolben (4) und/oder dem Dämpfungskolben (11) vorgesehene Bohrung (18) ausgebildet ist.

4. Hydraulischer Zylinder mit Stoßsicherung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Zylindergehäuse (1) und dem Kolben (4) eine Dichtung (19) vorgesehen ist

5. Hydraulischer Zylinder mit Stoßsicherung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die definierte Drosselstelle als ein definierter Spalt zwischen der Innenfläche des Kolbens (4) und der Außenfläche des Dämpfungskolbens (11) ausgebildet ist.

6. Hydraulischer Zylinder mit Stoßsicherung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Kolbenstange (10), der Kolben (4) und der Dämpfungskolben (11) hohlzylindrisch ausgebildet sind.

7. Hydraulischer Zylinder mit Stoßsicherung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (4) wenigstens eine. Druckaufnahmefläche (5) aufweist, die eine innerhalb der Zylinderbohrung und in der Höhe der Ein- und Auslaßöffnung (3) angeordnete Zylinderkammer (6) bestimmt und wobei, wenn sich der Kolben (4) und die Kolbenstange (10) auf eine Position in der Nähe der Ein- und Auslaßöffnung (3) zubewegen oder von dieser Position wegbewegen, der Dämpfungskolben (11) auf einem Ventilsitz (17) bereits bzw. noch aufsitzt und die Zylinderkammer (6) nur über eine Öffnung (16) des Dämpfungskolbens (11) mit der Ein- und Auslaßöffnung (3) verbunden ist.

8. Hydraulischer Zylinder mit Stoßsicherung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Kolbenstange (10) einen Außendurchmesser aufweist, der größer ist, als der größte Außendurchmesser des Dämpfungskolbens (11).

Claims

1. Hydraulic cylinder with anti-shock device, comprising

- a cylinder housing (1) in which piston (4) connected to a piston rod (10) is arranged such that it can be displaced axially, and

- an annular cylinder chamber (7), defined by the inner surface of the cylinder housing (1), the outer surface of the piston rod (10), the underside of the piston-rod guide of the cylinder head (20) and the upper side of the piston (4),

- the piston rod (10) having in its lower region at least one opening (21), which connects the outer side of the piston rod to a hydraulic-medium reservoir, and which is closed by the piston-rod guide of the cylinder head (20) shortly before reaching the upper piston end position,

- and the cylinder chamber (7) being connected to a hydraulic-medium reservoir via a defined throttling point (18),

characterized in that
a hollow cylindrical damping piston (11) is provided, which is arranged such that it can be displaced axially in a cylindrical bore (8) in the piston (4), is prestressed by means of a spring (15) in the direction of an inlet and outlet opening (3) provided in the cylinder base (2) for a hydraulic medium, and which has at least one stop (13) which limits the maximum relative displacement of the damping piston (11) with respect to the piston (4), the end of the damping piston (11) which faces the cylinder base (2) being of spherical design.

2. Hydraulic cylinder with anti-shock device according to Claim 1, characterized in that the opening provided in the piston rod (10) is designed as a hole (21).

3. Hydraulic cylinder with anti-shock device according to Claim 1 or 2, characterized in that the defined throttling point is formed as a hole (18) provided in the piston (4) and/or the damping piston (11).

4. Hydraulic cylinder with anti-shock device according to one of Claims 1 to 3 characterized in that a seal (19) is provided between the cylinder housing (1) and the piston (4).

5. Hydraulic cylinder with anti-shock device according to one of Claims 1 to 4, characterized in that the defined throttling point is formed as a defined gap between the inner surface of the piston (4) and the outer surface of the damping piston (11).

6. Hydraulic cylinder with anti-shock device according to one of Claims 1 to 5, characterized in that the piston rod (10), the piston (4) and the damping piston (11) are of hollow cylindrical design.

7. Hydraulic cylinder with anti-shock device according to one of Claims 1 to 6, characterized in that the piston (4) has at least one pressure accommodating surface (5), which determines a cylinder chamber (6) arranged within the cylinder bore and at the level of the inlet and outlet opening (3) and, when the piston (4) and the piston rod (10) move to a position in the vicinity of the inlet and outlet opening (3) or move away from this position, the damping piston (11) already or still being seated on a valve seat (17), and the cylinder chamber (6) being. connected to the inlet and outlet opening (3) only via an opening (16) in the damping piston (11).

8. Hydraulic cylinder with anti-shock device according to one of the preceding claim 5, characterized in that the piston rod (10) has an external diameter which is greater than the largest external diameter of the damping piston (11).

Revendications

1. Cylindre hydraulique résistant aux chocs, présentant

- un corps de cylindre (1), dans lequel un piston (4) assemblé à une tige de piston (10) peut coulisser axialement, et

- une chambre de cylindre annulaire (7), définie par la surface intérieure du corps de cylindre (1), la surface extérieure de la tige de piston (10), la face inférieure du guide de la tige de piston de la tête de cylindre (20) et la face supérieure du piston (4),

- dans lequel la tige de piston (10) présente dans sa région inférieure au moins une ouverture (21), qui relie la face extérieure de la tige de piston à un réservoir de fluide hydraulique, et qui est fermée par le guide de la tige de piston de la tête de cylindre (20) peu avant d'atteindre la position supérieure extrême du piston,

- et dans lequel la chambre de cylindre (7) est reliée à un réservoir de fluide hydraulique par une zone d'étranglement définie (18),

caractérisé en ce que

- il est prévu un piston d'amortissement cylindrique creux (11), qui peut coulisser axialement dans un alésage cylindrique (8) du piston (4), qui est soumis à une charge préalable au moyen d'un ressort (15) en direction d'une ouverture d'entrée et de sortie (3) pour un fluide hydraulique prévue dans le fond de cylindre (2) et qui présente au moins une butée (13), qui limite le déplacement relatif maximal du piston d'amortissement (11) par rapport au piston (4), dans lequel l'extrémité du piston d'amortissement (11) tournée vers le fond de cylindre (2) est de forme sphérique.

2. Cylindre hydraulique résistant aux chocs suivant la revendication 1, caractérisé en ce que l'ouverture prévue dans la tige de piston (10) se présente comme un alésage (21).

3. Cylindre hydraulique résistant aux chocs suivant la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la zone d'étranglement définie se présente comme un alésage (18) prévu dans le piston (4) et/ou dans le piston d'amortissement (11) .

4. Cylindre hydraulique résistant aux chocs suivant l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'il est prévu un joint d'étanchéité (19) entre le corps de cylindre (1) et le piston (4).

5. Cylindre hydraulique résistant aux chocs suivant l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la zone d'étranglement définie se présente comme une fente définie entre la surface intérieure du piston (4) et la surface extérieure du piston d'amortissement (11).

6. Cylindre hydraulique résistant aux chocs suivant l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que la tige de piston (10), le piston (4) et le piston d'amortissement (11) sont de forme cylindrique creuse.

7. Cylindre hydraulique résistant aux chocs suivant l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que le piston (4) présente au moins une surface d'application de pression (5), qui détermine une chambre de cylindre (6) disposée à l'intérieur de l'alésage du cylindre et à hauteur de l'ouverture d'entrée et de sortie (3) et dans lequel, lorsque le piston (4) et la tige de piston (10) se déplacent vers une position proche de l'ouverture d'entrée et de sortie (3) ou s'écartent de cette position, le piston d'amortissement (11) est déjà ou encore appliqué sur un siège de soupape (17) et la chambre de cylindre (6) ne communique avec l'ouverture d'entrée et de sortie (3) que par une ouverture (16) du piston d'amortissement (11).

8. Cylindre hydraulique résistant aux chocs suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la tige de piston (10) présente un diamètre extérieur, qui est plus grand que le plus grand diamètre extérieur du piston d'amortissement (11).

Zeichnung